1.9. Радиолокационное распознавание целей. Общие сведения

В условиях массированных ударов авиации противника и ограниченности возможностей ЗРВ и авиации ПВО по уничтожению целей возникает острая необходимость выделения наиболее опасных целей для их первоочередного уничтожения, а также оптимального распределения целей между различными средствами поражения.

Информация распознавания с помощью РЛС обзора (дежурного режима) может быть использована для решения следующих задач: вскрытие состава групповых целей; выбора наиболее важных целей из состава налета; селекции малоподвижных ложных целей (стан птиц, атмосферные образования типа «ангел-эхо» и т.п.); селекции тактических и баллистических ложных целей; селекции многократных имитирующих ответных помех.

Применительно к РЛС боевого режима, кроме перечисленных выше, информация распознавания может быть использована для решения дополнительных задач: селекция ложных целей, ловушек и уводящих помех; выбора режимов работы РЛС по целям, участвующим в налете; определение степени опасности (боевого потенциала) цели; назначения количества ракет, применяемых по сопровождаемой цели; выбора границ зоны пуска и зоны поражения с учетом возможности совершения целью маневра и ее маневренных характеристик и др.

Решение задач распознавания особенно актуально в условиях, когда вероятный противник планирует использование большого числа стратегически крылатых ракет (СКР), которые необходимо уничтожать первоочередно.

Радиолокационное распознавание воздушного объекта – это процесс установления принадлежности воздушного объекта, наблюдаемого средствами радиолокации, к одному из заранее определенных классов, входящих в заданный перечень (алфавит).

Класс воздушного объекта - совокупность (группа) воздушных объектов, объединенных по какому-либо одному или нескольким свойствам (тактическим, летно-техническим, конструктивным, геометрическим, отражательным, излучательным или иным).

Алфавит распознаваемых классов (типов) воздушных объектов – априорно заданный перечень взаимоисключающих типов (классов) воздушных объектов, о принадлежности к одному из которых должно быть принято решение относительно наблюдаемого объекта.

1.9.1. Методы радиолокационного распознавания

Информация о радиолокационных характеристиках объектов может быть получена методами как активной, так и пассивной локации.

В пассивной радиолокации может использоваться естественное радиоизлучение воздушных объектов (например, в инфракрасном диапазоне волн - радиотеплолокация) либо радиоизлучение бортовых источников радиосигналов (радиовысотомер, бортовой радиолокатор, радиосвязь) и помех.

В методах активной радиолокации определение радиолокационных характеристик объектов основано на специфике отражения радиоволн от объектов (так называемом вторичном излучении объектов).

Используемый в литературе подход предполагает классификацию методов распознавания в зависимости от вида используемой радиолокационной информации. Различают следующие методы распознавания воздушных объектов: по тактическим признакам; по сигнальным признакам; по радиоизлучению воздушных объектов; по траекторным признакам; по комплексным характеристикам воздушных объектов (рис.1.33).

В качестве тактических признаков используются характерные особенности действия воздушных объектов при выполнении боевой задачи: тактическая дальность; курс цели относительно линии боевого соприкосновения; курсовой параметр цели относительно разведанных аэродромов противника и стартовых площадок ракет; курсовой параметр цели относительно стыка зон обнаружения разных средств ПВО. Тактические признаки характеризуют решаемые СВН задачи, возможный количественный состав группы целей, способы постановки помех, боевые порядки СВН, способы применения бортового оружия с воздушных носителей, наиболее вероятные маршруты полета и т.д.

Рис.1.33 классификация методов распознавания радиолокационных целей

Рис.1.33 классификация методов распознавания радиолокационных целей

К сигнальным признакам относятся: интенсивность принимаемых сигналов на одной или разных частотах, которая характеризует, прежде всего величину эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) ВО; флюктуация ЭПР ВО, а также параметры спектра флюктуаций ЭПР; импульсная характеристика ВО, а также передаточная характеристика, полученная путем преобразования Фурье импульсной характеристики; собственные резонансы ЭПР ВО (измеряют фазовые сдвиги отраженных сигналов, вносимые ВО при его облучении двумя когерентными гармоническими сигналами кратных частот); поляризационные характеристики отраженных одночастотных и многочастотных сигналов; структуры сжатых широкополосных сигналов, представляющие собой одномерное радиолокационное изображение ВО (радиолокационный дальностный портрет); характеристики «турбинной» модуляции отраженного сигнала.

В качестве сигнальных признаков используются: амплитуда отраженного сигнала; косвенная оценка ЭПР; сглаженная величина углового радиолокационного пакета (пачки отраженных сигналов); турбинная модуляция отраженного сигнала; ширина спектра сигнала; параметр рассеяния приема. Признаки распознавания – амплитуда отраженного сигнала, косвенная оценка ЭПР, сглаженная величина углового радиолокационного пакета – используется для оценки ЭПР, наблюдаемой цели в существующих РЛС, а также будут использованы и в перспективе.

К траекторным признакам относятся: курс, скорость и высота полета, максимальные ускорения, маневренные характеристики сопровождаемых объектов; энергетическая высота, которая определяется по формуле

где v – скорость полета цели,

g – ускорение свободного падения,

H – высота полета цели,

v_нэ – скорость изменения энергетической высоты; особенности поведения цели и другие признаки.

Траекторные признаки позволяют выделить при распознавании следующие классы воздушных объектов: баллистические цели, авиационные ракеты, самолеты стратегической и тактической авиации, малоскоростные цели, дрейфующие аэростаты.

Алгоритм траекторного распознавания представляет собой многошаговую процедуру принятия решения, в основу которой положен критерий Неймана-Пирса. При каждом обновлении информации о траектории принимаются частные решения о классе цели. Суть процедур классификации состоит в сравнении траекторных признаков с пороговыми значениями. По частным решениям принимается окончательное решение с использованием критерийной обработки.

Распознавание классов целей по радиоизлучению заключается в использовании для этой цели излучение РЛС управления оружием, РЛС обеспечения безопасности полетов, станций помех, теплового излучения двигателей и др. Распознавание по помеховым излучениям возможно в связи с тем, что форма помехи является устойчивой и зависит от типа генераторных и усилительных приборов, элементов антенно-фидерного тракта.

Алгоритмы распознавания могут использоваться в качестве исходных данных либо один из типов названных признаков, либо одновременно два, или три типа (комплексные характеристики целей). В настоящее время в радиолокационной системе основными источниками сигнальных признаков (наиболее информативных) для последующей обработки являются средства активной радиолокации, которые используют для радиолокационного наблюдения различные типы зондирующих сигналов. Поэтому широко используется классификация методов распознавания по сигнальным признакам в зависимости от типа зондирующего сигнала (рис.1.34).

Рис.1.34 Классификация методов распознавания по типу зондирующего сигнала

Такая классификация позволяет систематизировать методы и устройства радиолокационного распознавания, применяемые в активной радиолокации.